JPS61289801A - 作業機の作業装置駆動制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトラクタ等の走行機体に対してローリング作動
及び昇降作＃可能に耕耘ロータリー等の作業装置ｗを連
結し、電磁バルブで作動制御されるｎｔｌ圧シリンダに
よって目標姿勢叉は位置に向けて作業装置を移動させる
よう構成してある作業機の作業装置駆動制御機構に関す
る。

［従来の技術］ この種の作業機の作業装置駆動制御機構において、電磁
パｌレブを制御するに、従来は、作業装置を昇降作動さ
せる聞けこの電磁バルブにパルス幅を一定にした固定パ
ルスを与えることによって、作業装置の駆動停止をショ
ック少なく行なえる形態を採っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、与えられるパルス幅が一定のものであるから、
そのパルス幅が小さいものであると目標位置に到達する
までに時間がかかり過ぎる傾向にあり、反対に％そのパ
ルス幅を大きなものにすると停止時に停止位置を就える
オーバーシュート現象や衝撃が発生するといったことを
避けることはできず、パ？レス幅を適当な状態のものに
選定するのが雄しいものであった。

従って、このような状況を踏えて、作業装置の現在位置
と目標位置との偏差に対応して、この偏差が大きい場合
にはパルス幅を大きく、偏差が小さくなればパルス幅を
小にする、パルス幅変調方式をとるものもあるが、この
場合においても、作業装置の重量変化、作動油温め変化
、配管抵抗の変化等種々の原因によって、パｌレスを与
えているにもかかわらず実際には作業装置が移動してい
ない或いは急激に作動するといった問題を残していた。

本発明の目的はパルス幅変虐にかかる制御要素の合理的
な選定によって、作業装置を目標姿勢・目標位置に衝撃
少なくかつ迅速に移動させることができるものを提供す
る点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による特徴構成は電磁バルブに対するパルス作動
信号におけるデユティを、作業装置の実作動速度が目標
作動速度より大きい場合には小さくなるように、或いは
、目標作動速度より小さい場合には大きくなるように、
作業装置の目標作動速度と実作動速度との偏差によって
変更するようにしてある点にあり、その作用効果は次の
通りである。

〔作　用〕

作業装置の目標作動速度に対して、実作動速度が大きく
なる程デユティを減少させ、とのデユティの減少による
バルブのＯＮ時間の減少によって実作動速度を抑えるよ
うに、かつ、実作動速度が小なる程デユティを増加させ
て実作動速度を増大させて、望ましい作動形態を想定し
て設定された目標作動速度に沿った速度で作業装置を作
動させることができる。

パルスを与えることによって、その結果さして作業装置
が移動しているかどうかを確実に捉えることかできると
ともに、パルス幅変調調節を作業装置の実作動状態（例
えば従来のように停　　　゛止状態であるＫもかかわら
ず目標位置との距離が短い為に与えられるデユティが小
さく作業装置が作動しないといった作業装置の作動状態
とかけ離れたものではなく）を実＠に検出し乍ら行うこ
とができるので、より正確に行うことができる。

〔発明の効果〕

その結果、作業装置の重量変化及び作動油の油温変化等
の変化があるにもかかわらず、作業装置を目標姿勢・目
標位置に迅速Ｋかつ衝撃少なく移動させることができる
。

〔実施例〕

第４図に示すように、走行機体ｉｌｌの一例であるトラ
クタの後端にロアーリンク＋２１　、　＋２１及びトッ
プリンク（３）からなる１点リンクを介して作業装置（
４）の−例である耕耘ロータリーを昇降自在に連結する
とともに、油圧シリンダｆｉ＋で揺動駆動されるリフト
アームｆ６１　、　ｆ８＋とロアーリンク（２）、（り
とをリフトロンドｆｉ＋　＃　（７１で連結して作業装
置（４）を対機体昇降駆動Ｉｖ能に構成してある。

又、前記リフトロンド（７）の一方を伸縮シリンダで構
成して、作業装置（４）をローリング作動可能に構成し
、トラクタ１１＋の機体傾斜にかかわらず地面に対して
追従可能に構成してある。

次に、作業装置（４）を対機体任意のレベルに保持する
ポジション制御について詳述する。　第３図に示すよう
に、油圧シリンダ（６）と油圧ポンプ（８）との油圧回
路内に電磁バＩレグ（９）が介装され、この電磁バクレ
グ（９）は、下降側ソレノイドバルブ（ｌ０）とこのソ
レノイドバルブｔ１０１によって０Ｎ−ＯＦＦ作動され
る下降側メインバルブ（＋ｉ）と、上昇側ソレノイドバ
ルブ（１＠とこのソレノイドバルブ（１２）によって０
Ｎ−ＯＦＦ作動される上昇側メインバルブ０＠と、下降
側への油の流れを阻止するチェックバルブ（１４）とか
らなる。

Ｅ記電磁バルブ（９）の作動形態を詳述すると、制御機
構（Ｉｏからのｔ弁信号によって、と昇側ソレノイドバ
ルブ（１２１を閉作動させ、この上昇側ソレノイドバル
ブθ匂の閉作動によって上昇側メインバルブ０３）を閉
作動させ、油圧ポンプ（８）からの圧油を前記チェック
バルブ０４）を介して油圧シリンダ（５）に送るように
してある（この時、下降側メインバルブ（＋１は閉じて
いる。）引続いて、制御機構０５）からの下降信号によ
って、下降信号によって、下降側ソレノイドバタレプ叫
を開作動させ、この下降側ソレノイドバルブ（ｌｎ）の
開作動によって下降側メインバルブ（■）を開作動させ
、油圧シリンダ（６１よりの作動油をタンク霞に返送す
る。

上記した電磁バルブ（９）に対して作動制御信号を発す
るマイコン内蔵の制御機構（１６）を設けるとともに、
この制御機構Ｏ荀に前記リフトアーム（６）の回転軸部
に２けられたリフトアームセンサ同からの耕耘ロータリ
ー（４）の対機体レベル信号と、ポジション設定器−か
らの設定信号とを入力するようＫしてポジション制御機
構を構成してある。

前記制御機構θりから電磁バルブ（９）への作動信号は
、第５図に示すように、パルス信号であり、ＯＮ状態か
らＯＦＦ状態までの１周期＋Ｔｌを短く（例えば０．の
秒以下）採って、前記メインバルブ（１１）、　（１！
ＩをＯＮ状態からＯＦＦ状態へ移行する過渡状飴で使用
するように電磁バルブ（９）に出力される。

第５図に示すように、前記ＯＮ状態の／周期ｆ’ｌ’１
に対する割合いをデユティα））と定義し、とのデユテ
ィを変化させることＫよって、耕耘ロータ！Ｊ　−＋２
１を迅速かつ衝撃少なく目標高さに導く状事 態を説明する。　前記デユティσ〕）は次式のよに示さ
れ、 Ｄ−騒十に−ＥＶ　　　八：基本デユティＥＶ−鳩−Ｖ
　　　　　ｖｏ：目標作動速度Ｘ亀−Ｘａ− ■−−−−ユ　　　Ｖ：実作動速度 Ｋ：フイードパククゲイン 基本デユティ（１１，）に耕耘ロータリ（４）の目標作
動速度（ｖｏ）と実作動速度ｔｖ）との偏差（ＥＶ）に
対応した値を加算することによって第３図（イ）〜（ハ
）に示すように、変更される。　つまり、第２図（ロ）
に示すように、目標作動速度（りより大きい場合には基
本デユティ（騒）より小さくシ、目標作動速度（Ｖ０）
より小さい場合には基本デユティ（（４）より大きくな
るようにしてある。　尚、前記実作動速度ｆｆ＋は前記
リフトアームセンサ（１′６での耕耘ロータリー（４）
の対機体レベル信号を適当周期（Ｔ）（例えば０．０ｙ
秒）でサンプリングし、サンプリング時の１位置情報（
ｘｌ）と１周期前の位置情報（Ｘ−１）とを周期＋’ｒ
ｌで割ったものとする。

上記のようなデユティ（Ｉ））制御を行うものにあって
は、第６図に示すように１電磁バルブ（９）に連続的Ｏ
Ｎ信号を与えた状態からデユティ（１））制御に移行す
るに際してＯＦＦ信号から始まるように設定し、耕耘ロ
ータリー（４）のオーバーシュート現象を抑制するよう
Ｋしてある。

以ｔの構成のものを第７図に示すフローシートで説明す
ると、位置情報（Ｘ−）をサンプリングするタイマをセ
クトし、そのタイマがサンプリング周期（Ｔ１）をカウ
ントする毎に位置情報（Ｘ−）を得て目標値（ＸＡ）と
の位置偏差（ＥＸ）を計算し〔ステップ■〕、この偏差
（ＥＸ）の目標位置での不感帯域（ｔＸ）との大小関係
を！１＃Ｉ断じてＭ＋耘ロータリー＋４）が上昇状態か
下降伏彬か、又は、不感帯（ハ）＠域内にあるかを判定
する〔ステップ（幻りそして、耕耘ロータリー（２）が
不感帯を外れた位置にある場合［状態フラグ５Ｆ＝２ｏ
ｒＯ］には、現位置の判断を電磁バルブ（９）でのＯＮ
時間とＯＦＦ時間とからなる１周期（勾に相当する時局
が経過するまで行うようにしてある。　ｌ）まり、位置
情報（Ｘ−）のサンプリング周期（Ｔ１）のＭ倍の周期
（υを持ったバＩレプ駆動周期に対応したサンプリング
回＆になるまで行うものである。　又、不感帯（ａ）内
に位置した場合〔状態フラグ５Ｆ＝１〕には、バルブ（
９）のＯＦＦ時間を１周期（υ全域に亘るようにＯＦＦ
タイムメモリ内に同期（勾を入力するようにして、電磁
バルブ（９）を作動停止する〔ステップ■〕。　次Ｋ、
パＩレプ（９１１Ｋ　動の１周期（υが経過するとデユ
ティの）の再設定を行うが、前記ＯＦＦタイムメモリ内
の内容に前回計算したＯＦＦ時闇全入力する〔ステップ
■〕とともに１目標速度（Ｖ０）との速度偏差（ＥＶ）
を算出する〔ステップ■〕。　ここで、再度耕耘ロータ
リＣ−傅ンが上昇状態（５Ｆ＝２　）か下降状態（５Ｆ
＝０　）又は不感′帯（２α）域にあるかをヤ」断じて
基本デユティ（騙をＤｏｎかＩ）ｏｕ又は０かを選定し
、前記速度偏差（ＥＶ）よりデユティＩＤ＋を算出する
［ステップ■〕。　前記デユティ（Ｄｉの値にｉｏθを
掛けたものを基ＫＯより小であればＤを０と見なし１０
０より大きければ１００と見なし、０≦Ｄ≦１００の場
合には計算値を使用して、パ？レプ（９）のオフタイＡ
を算出する〔ステップ（′Ｄ〕。

以上のようなメインＩレーティン（Ａｌに対して割込み
指令によってバルブ（９）の作動状態を決定するＩレー
テイン（Ｂｌがあり、この割込みｔレーテインｆＢｌ　
ｉ！メインルーティン囚に対してある決められた時間（
例えば／ｍｓ　）ごとに割込み実行されるもので、前記
メイン？レーティン体）のタイマ■とは別のタイマ］に
よって制御される。　メインルーティン囚で算出された
オフ時間（ＯＦＦＴ）を基に、タイマ■での経過時間（
ｔ８）が０ＦＦＴより短い場合にはバルブ（９）のＯＦ
Ｆ状態を維持し、七の経過時間（ｔρが０ＦＦＴより長
くなるとＬ弁状ｌ１ｌ（ＳＦ＝２）の場合に電磁パＩレ
グ（９）のＵＰバルブをＯＮさせ、下降状態（ＳＦ＝０
）の場合にはＤｏｗｎバルブをＯＮさせ、更に、不感帯
（ｇ）＊にある場合にはバｌレプをＯＦＦさせるように
切換えられ、バルブは常にＯＦＦ状愚から作動されるよ
うに、かつ、７ｍ８毎に作動状態を決定されるようにな
っている。

〔別実施例〕

■　前記したような作業装置（４）のデユティ制御形態
はポジション制御（昇降制御）だけでなく、ローリング
制御にも用いてもよく、戊いは、油圧シリンダ（６）を
電磁パＩレプ（９）で制御する形態をとるものであれば
、作動速度を制御媒体としたデユティ制御形態を採用可
能である。

＠　又、作業装置（４）を設定深さに維持する自動耕深
制御にデユティ制御形態を採用してもよく、この場合に
はカバーセンサ（１９）の検出値を耕深設定器（図外〕
での設定値になるまで作業装置（４）を昇降作動させる
に油圧シリンダ（９）をデユティ制ＯＡ１するようにし
−Ｃある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る作業機の作業装置駆動制御機構の実
施例を示し、第１図（イ）、（ロ）は速度偏差によるデ
ユティの変更を示すグラフであって、（イ）は速度、（
ロ）はデユティを示す、第２図（イ）、（ロ）、（）→
は目標速度に対する実速度の速度偏差によるデユティの
逮いを示したグラフ、第３図は作業装置の駆動系を示す
構成図、第４図は走行機体と作業装置を示す側面図、第
５図は駆動パルスを示すグラフ、ｗＪ６図は連続駆動制
御からデユティ制御に移行する場合のパルスの立Ｅり特
性を示すグラフ、第７図はフローチャート図である。 （１）・・・・・・走行機体、（４）・・・・・・作業
装置、（６）・・・・・・油圧シリンダ、（９）・・・
・・・電磁バルブ、　（Ｖ０）・・・・・・目標作動速
度、（■）・・・・・・実作動速度、　（ＥＶ）・・・
・・・偏差。 代理人　弁理士　　北　村　　　修 ミー ミー ミー ’＋１ ７　図 タイマπ　バルケ貸；デｒ−に勧１番４゜タイマＶｏ　
ｒ　ｉ別５ノｊ［凸Ｆコ桿イ直 ＾　；基事拮テ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 走行機体（１）に姿勢又は位置を変更自在に連結した作
   業装置（４）を、電磁バルブ（９）で作動制御される油
   圧シリンダ（５）によつて目標姿勢又は位置に向けて移
   動させるよう構成してある作業機の作業装置駆動制御機
   構であつて、電磁バルブ（９）に対するパルス作動信号
   におけるデュティ（Ｄ）を、作業装置（４）の実作動速
   度（Ｖ）が目標作動速度（Ｖ＿０）より大きい場合には
   小さくなるように、或いは、目標作動速度（Ｖ＿０）よ
   り小さい場合には大きくなるように、作業装置（４）の
   目標作動速度（Ｖ＿０）と実作動速度（Ｖ）との偏差（
   ＥＶ）によつて変更するようにしてある作業機の作業装
   置駆動制御機構。